(2)X可能取0,1,2,所以X分布列为: X P 数学期望
Y可能取0,1,2,所以Y分布列为: Y P 数学期望
.
0 1 2
,
0 1 2 ,,,
,,
【点评】本小题主要考查统计与概率的相关知识,其中包括方差的求法、基本概率的应用以及离散型随机变量的数学期望的求法.本题主要考查学生的数据处理能力.
20.已知椭圆C:
+
=1(a>b>0)的上顶点为(0,1),且离心率为
.
(Ⅰ)求椭圆C的方程; (Ⅱ)证明:过椭圆C1:
+
=1(m>n>0)上一点Q(x0,y0)的切线方程为
+
=1;
(Ⅲ)过圆x2+y2=16上一点P向椭圆C引两条切线,切点分别为A,B,当直线AB分别与x轴、y轴交于M,N两点时,求|MN|的最小值.
【考点】直线与圆锥曲线的综合问题;椭圆的简单性质. 【专题】直线与圆;圆锥曲线的定义、性质与方程.
【分析】(Ⅰ)运用离心率公式和椭圆的a,b,c的关系,解得a,b,进而得到椭圆方程; (Ⅱ)讨论直线的斜率不存在和存在,设出直线方程,联立椭圆方程,运用判别式为0,解得方程的一个跟,得到切点坐标和切线的斜率,进而得到切线方程;
(Ⅲ)设点P(xP,yP)为圆x2+y2=16上一点,求得切线PA,PB的方程,进而得到切点弦方程,再由两点的距离公式可得|MN|,结合基本不等式,即可得到最小值. 【解答】解:(Ⅰ)由题意可得b=1,e==又a2﹣b2=c2,解得a=2,b=1, 即有椭圆C方程为
+y2=1.
+
=1,
,
(Ⅱ)证明:当斜率存在时,设切线方程为y=kx+t,联立椭圆方程可得n2x2+m2(kx+t)2=m2n2,化简可得: (n2+m2k2)x2+2m2ktx+m2(t2﹣n2)=0,①
由题可得:△=4m4k2t2﹣4m2(n2+m2k2)(t2﹣n2)=0 化简可得:t2=m2k2+n2,①式只有一个根,记作x0, x0=﹣
=﹣
,x0为切点的横坐标,
,
,
切点的纵坐标y0=kx0+t=所以
=﹣
,所以k=﹣
所以切线方程为:y﹣y0=k(x﹣x0) =﹣
(x﹣x0),
化简得: +=1.
当切线斜率不存在时,切线为x=±m,也符合方程+=1,
综上+=1(m>n>0)上一点Q(x0,y0)的切线方程为+=1;
(Ⅲ)设点P(xP,yP)为圆x2+y2=16上一点, PA,PB是椭圆
+y2=1的切线,
+y1y=1,
切点A(x1,y1),B(x2,y2),过点A的椭圆的切线为
过点B的椭圆的切线为由两切线都过P点,
+y2y=1. +y1yP=1,
+y2yP=1
即有切点弦AB所在直线方程为M(0,
),N(
,0),
+yyP=1.
|MN|2=+=(+)?
=(17++)≥(17+2)=,
当且仅当则|MN|
=即xP2=,yP2=时取等,
,即|MN|的最小值为.
【点评】本题考查椭圆的方程和性质,主要考查椭圆的离心率和方程的运用,考查直线和椭圆的位置关系,联立直线和椭圆方程,运用判别式为0,考查化简整理的运算能力,以及基本不等式的运用,属于中档题.
21.定义在R上的函数f(x)满足
.
(1)求函数f(x)的解析式; (2)求函数g(x)的单调区间;
(3)如果s、t、r满足|s﹣r|≤|t﹣r|,那么称s比t更靠近r.当a≥2且x≥1时,试比较和ex﹣1+a哪个更靠近lnx,并说明理由.
【考点】导数在最大值、最小值问题中的应用;函数解析式的求解及常用方法;利用导数研究函数的单调性.
【专题】导数的综合应用.
【分析】(1)求出函数的导数,利用赋值法,求出f′(1)=f′(1)+2﹣2f(0),得到f(0)=1.然后求解f′(1),即可求出函数的解析式.
,
(2)求出函数的导数g′(x)=ex+a,结合a≥0,a<0,分求解函数的单调区间即可. (3)构造
,通过函数的导数,判断函数的单调性,
结合当1≤x≤e时,当1≤x≤e时,推出|p(x)|<|q(x)|,说明比ex﹣1+a更靠近lnx.当x>e时,通过作差,构造新函数,利用二次求导,判断函数的单调性,证明比ex﹣1+a更靠近lnx.
【解答】解:(1)f′(x)=f′(1)e2x﹣2+2x﹣2f(0),所以f′(1)=f′(1)+2﹣2f(0),即f(0)=1.又
,
所以f′(1)=2e2,所以f(x)=e2x+x2﹣2x. (2)∵f(x)=e2x﹣2x+x2, ∴
∴g′(x)=ex﹣a.
①当a≤0时,g′(x)>0,函数f(x)在R上单调递增; ②当a>0时,由g′(x)=ex﹣a=0得x=lna,
∴x∈(﹣∞,lna)时,g′(x)<0,g(x)单调递减;x∈(lna,+∞)时,g′(x)>0,g(x)单调递增.
综上,当a≤0时,函数g(x)的单调递增区间为(∞,∞);
当a>0时,函数g(x)的单调递增区间为(lna,+∞),单调递减区间为(﹣∞,lna). (3)解:设
,∵
,∴p(x)在
,
x∈[1,+∞)上为减函数,又p(e)=0,∴当1≤x≤e时,p(x)≥0,当x>e时,p(x)<0.∵
,
,∴q′(x)在x∈[1,+∞)上为增函
数,又q′(1)=0,∴x∈[1,+∞)时,q'(x)≥0,∴q(x)在x∈[1,+∞)上为增函数,∴q(x)≥q(1)=a+1>0. ①当1≤x≤e时,设数,
∴m(x)≤m(1)=e﹣1﹣a,
,则
,
,∴m(x)在x∈[1,+∞)上为减函
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